1水质参数与生物急毒性相关性探讨-科技部.doc

科技部104年度科技行政研究發展計畫成果報告 『之多變量迴歸分析』研究單位： 研究人員：研究期程：自年1月起至年12月 目錄 第一章 研究緣起與目的 1 1-1研究緣起 1 1-2研究目的 2 第二章 文獻回顧 3 2-1廢水中之毒性物質 3 2-2生物急毒性試驗 3 2-3多變量迴歸分析 5 第三章 研究方法 7 3-1水蚤靜水式法 7 3-2多變量統計分析 9 3-3研究數據篩選 10 第四章 初步研究結果及討論 11 4-1水質參數與生物急毒性相關性探討 11 4-2建立多變量迴歸分析模式 12 4-3廢水毒性來源探討 14 第五章 結論 16 圖目錄 圖2-1 生物急毒性檢測流程 5 圖3-1 生物急毒性試驗之實驗室配置示意 7 圖3-2 水蚤靜水式法之作業程序 8 圖3-3 LC50之計算流程圖 9 圖4-1 殘差之常態分佈機率 13 表目錄 表2-1 生物急毒性測試物種及時間 4 表2-1 生物急毒性測試物種及時間(續) 5 表4-1 污水廠進、放流水水蚤試驗之TUa值與水質參數相關性 11 表4-2 國內毒性試驗檢測結果及毒性影響因子 12 表4-3 多變量迴歸模式之變異係數分析 13 表4-4 園區廠商納管廢水之生物急毒性檢測結果 15 第一章 研究緣起與目的 1-1研究緣起 伴隨高科技產業蓬勃發展，事業廢水水質特性愈趨複雜，然而特殊性及新興化學物質之危害性無法以傳統水質分析項目表示，恐有併同污水廠放流水排入環境承受水體之虞，故環保署依高科技產業廢水特性及風險預防考量，於99年12月15日修正發布「放流水標準」，將靜水式生物急毒性測試納入其中。爾後，為進一步規範業者改善水質，環保署於101年10月12日公告將生物急毒性改併入「水污染防治措施及檢測申報管理辦法」中予以規範，若事業或污水下水道其生物急毒性連續六次數據中，累計3次水樣兩種生物之急毒性單位(Acute Toxicity Unit, TUa)均超過1.43時，主管機關認定水質具有生物急毒性之虞者，得命事業或污水下水道系統提送毒性鑑定評估(Toxicity Identification and Evaluation, TIE)及毒性減量評估(Toxicity Reduction Evaluation, TRE)計畫書報請備查，並予以改善。 生物急毒性之管制為我國環境保護往前邁進之一大步，惟毒性試驗多半為半定性分析，僅能得知該水樣對水體中生物具危害與否，無法準確說明致毒之原因。而放流水一經認定水質具有生物急毒性之虞，則需進行毒性鑑定及毒性減量評估，TIE及TRE不僅費時，其耗費亦相當可觀，且化合物間之交互作用(包含協同、拮抗作用等)亦須加入評估，即使投入大量金錢及時間檢測可能存在之毒性物質，亦可能受限於分析方法或儀器偵測極限而無法得到良好的結果。因此，本研究利用污水廠進、放流水及廠商納管水質全分析檢測數據建立多變量迴歸分析模式，探討各項水質參數與生物急毒性之相關性，以了解放流水中化合物對生物急毒性之貢獻及統計上影響因子，可作為日後生物急毒性減量及源頭管制之參考。 1-2研究目的第二章 文獻回顧 2-1廢水中之毒性物質 環保署依「毒性化學物質管理法」規定公告列管之毒性化學物質高達302種，然而不同工業產品使用之原物料及製程不同，廢水的化學組成迥異，當匯集至末端污水廠處理時，更可能因彼此間之化學作用，使得廢水中毒性物質存在的機會大增(Chen et al., 1999)。 目前研究之園區進駐廠商產業特性可區分為六大類，分別為積體電路、電腦及周邊、通訊、光電、精密機械及生物技術等，事業廢水排放量以積體電路產業佔最大宗，其次則為光電產業，廢水特性主要以酸鹼、氟系、研磨及生活污水為主，積體電路產業於製程中所使用之原物料包含硫酸、硝酸、氫氟酸等酸液，顯影液、光阻劑、光阻去除液等有機溶劑及晶圓研磨時使用之研磨漿，若未經妥善處理皆可能由污水下水道系統進入污水廠，進而影響放流水質並對承受水體生物造成毒性。 2-2生物急毒性試驗 生物毒性試驗之原理，主要係當生物受毒害時，因其生理代謝會被抑制甚至導致死亡，故以抑制率或死亡率作為判斷生物毒性之依據(陳國誠，1991)。生物毒性試驗又可分為急毒性(Acute Toxicity)與慢毒性(Chronic Toxicity)，其中慢毒性測試係指毒性物質對生物長期性的影響，或相對於該測試生物十分之一、或更長壽命期間的持續性影響，包括死亡率、生長遲緩及繁殖率下降情形；急毒性試驗則係指於特定情況下，短期內(接觸時間48~96小時)觀察個體死亡或活動受抑制等立即性之影響(Eliasen et al., 1991)。 目前國內已針對急毒性與慢毒性訂定不同之測試方法並選定不同之測試生物，測試生物一般係自水生生態系中不同之食物鏈階層，選定包